法规和法国学习教案

1、会计学1法规法规(fgu)和法国和法国第一页，共58页。碳素钢碳素钢低合金低合金(hjn)钢（合金钢（合金(hjn)含量不超含量不超过过3.5%）由含碳量不同由含碳量不同(b tn)分为分为高碳钢、中碳钢、低碳钢高碳钢、中碳钢、低碳钢v低碳钢低碳钢：（含碳量：（含碳量0.6%）强度高、塑性差）强度高、塑性差v低合金钢：低合金钢：碳素钢基础上加入少量碳素钢基础上加入少量合金元素合金元素而成，而成， 强度高、塑性好强度高、塑性好第1页/共58页第二页，共58页。C. 按表面按表面(biomin)形状不同分类形状不同分类光面光面(un min)钢筋钢筋:光滑的外表光滑的外表面，多为小直径的面，多为小

2、直径的级钢筋。级钢筋。变形钢筋变形钢筋:外表外表(wibio)有凹凸不平有凹凸不平的纵横肋，以增加与砼的粘结。的纵横肋，以增加与砼的粘结。月牙肋月牙肋 纹路与肋不相交，不易产生应力集中，粘结强度略低于等高肋钢筋。纹路与肋不相交，不易产生应力集中，粘结强度略低于等高肋钢筋。等高肋等高肋（螺旋纹、人字纹）（螺旋纹、人字纹）与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。与钢筋砼粘结力好，纹路与肋相交，易产生应力集中。钢筋混凝土结构材料的力学性能钢筋混凝土结构材料的力学性能第2页/共58页第三页，共58页。常用常用(chn yn)(chn yn)钢筋形式钢筋形式多股钢绞线多股钢绞线钢筋钢筋(gngj

3、n)混凝土结构材料的混凝土结构材料的力学性能力学性能第3页/共58页第四页，共58页。 HPB235（Q235） 以符号以符号“ ”表示表示 光圆钢筋，低碳钢，质量稳定，塑性及焊接光圆钢筋，低碳钢，质量稳定，塑性及焊接(hnji)性能很好，但强度稍低。多作为现浇楼板受力钢筋和箍筋。性能很好，但强度稍低。多作为现浇楼板受力钢筋和箍筋。 HRB335（20Mnsi） 以符号以符号“ ”表示表示， HRB400 以符号以符号“ ”表示表示， RRB400 以符号以符号“ ”表示表示。第4页/共58页第五页，共58页。HRB335、HRB400、RRB400都属于都属于(shy)变形带肋钢筋，强度较变

4、形带肋钢筋，强度较高，塑性和可焊性能较好，与混凝土之间的粘结性能也较好，在工程中应用较广。高，塑性和可焊性能较好，与混凝土之间的粘结性能也较好，在工程中应用较广。第一个字母是钢筋的加工工艺的英文缩写，第一个字母是钢筋的加工工艺的英文缩写， H为为热轧热轧、R为为余热处理余热处理；第二个字母是钢筋的表面形状的英文缩写，第二个字母是钢筋的表面形状的英文缩写， P为为光圆光圆、R为为变形带肋变形带肋；第三个字母是第三个字母是钢筋（钢筋（Bar）的英文缩写缩写；的英文缩写缩写；数字表示钢筋的数字表示钢筋的强度标准值强度标准值（单位：（单位：N/mm2）。）。符号及数字的含义：符号及数字的含义：第5页/

5、共58页第六页，共58页。热轧钢筋(gngjn)的 曲线 oa弹性阶段弹性阶段b屈服强度屈服强度fy（受拉强度限值）（受拉强度限值）bc流幅流幅cd强化强化(qinghu)阶段阶段de 颈缩阶段颈缩阶段a比例极限比例极限d抗拉强度抗拉强度A.软钢的力学性能软钢的力学性能软钢：软钢：有明显屈服点的钢筋，如热轧有明显屈服点的钢筋，如热轧 级钢筋。级钢筋。第6页/共58页第七页，共58页。v屈服强度：是钢筋强度的设计依据，在混凝土中的钢筋，屈服强度：是钢筋强度的设计依据，在混凝土中的钢筋，应力达到屈服强度，荷载不增加应力达到屈服强度，荷载不增加(zngji)，应变继续增大，应变继续增大，裂缝开展过宽

6、，构件变形过大，结构不能正常使用。裂缝开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。v伸伸 长长 率：钢筋拉断时应变，反映钢筋塑性性能的指标。率：钢筋拉断时应变，反映钢筋塑性性能的指标。伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。伸长率大的钢筋，拉断前有足够预兆，延性较好。00lll v弯曲试验弯曲试验(shyn)(shyn)：钢筋围绕直径为：钢筋围绕直径为D D 的钢辊弯转的钢辊弯转角而不发生裂纹，是反映钢筋塑性性能的另一指标。角而不发生裂纹，是反映钢筋塑性性能的另一指标。钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构(jigu)材料的力材料的力学性能学性能第7页/共58页第八页，共58页。钢筋钢筋(gngjn)

7、混凝土结构材料的力学混凝土结构材料的力学性能性能第8页/共58页第九页，共58页。硬钢没有明确的屈服台阶（流幅），所以硬钢没有明确的屈服台阶（流幅），所以(suy)计算中以计算中以“协定流限协定流限”作为强度标准以作为强度标准以0.2表示，一般表示，一般0.2相当于抗拉极限强度相当于抗拉极限强度70%85%。B.硬钢的力学性能硬钢的力学性能如热处理钢筋如热处理钢筋(gngjn)及高强钢丝。及高强钢丝。a点：点：比例极限比例极限协定流限：协定流限：强度设计指标强度设计指标，指经加载及卸载后尚存有指经加载及卸载后尚存有0.2%永久残余变形时的应力。永久残余变形时的应力。第9页/共58页第十页，共5

8、8页。钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力混凝土结构材料的力学性能学性能 曲线形式：曲线形式： 有明显流幅的：分为弹性、屈服有明显流幅的：分为弹性、屈服(qf)、强化和破坏等四个阶段。、强化和破坏等四个阶段。 无明显流幅的：没有明显的屈服无明显流幅的：没有明显的屈服(qf)阶段。阶段。 注：钢筋受压和受拉时的应力注：钢筋受压和受拉时的应力-应变曲线几乎相同应变曲线几乎相同 的曲线简化：的曲线简化： 屈服前：完全屈服前：完全(wnqun)弹性的；屈服后：完全弹性的；屈服后：完全(wnqun)塑性的。塑性的。第10页/共58页第十一页，共58页。强度强度(qingd)指标指标 A. A.有明显

9、流幅的钢筋：以下屈服点对应的强度作为设计强度有明显流幅的钢筋：以下屈服点对应的强度作为设计强度的依据，因为，钢筋屈服后的塑性变形导致构件产生不可恢复的依据，因为，钢筋屈服后的塑性变形导致构件产生不可恢复(huf)(huf)的变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用。的变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用。 B. B.无明显流幅的钢筋：以残余应变为无明显流幅的钢筋：以残余应变为0.2%0.2%时所对应的应力时所对应的应力(yngl)(yngl)值作为钢筋条件屈服强度。值作为钢筋条件屈服强度。 钢筋混凝土结构材料的力学性能钢筋混凝土结构材料的力学性能第11页/共58页第十二页，共58页。C.冷加工钢筋冷加

10、工钢筋(gngjn)的力学性能的力学性能钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构(jigu)材料的力学性材料的力学性能能v冷拉钢筋冷拉钢筋v 将钢筋拉伸超过其屈服强度，放松，经将钢筋拉伸超过其屈服强度，放松，经一段时间之后一段时间之后(zhhu)(zhhu)，钢筋会获得比原，钢筋会获得比原来屈服强度更高的屈服强度值。来屈服强度更高的屈服强度值。冷拉加工的目的冷拉加工的目的改改变钢材内部结构，变钢材内部结构，提提高钢材强度，节约钢高钢材强度，节约钢材材。第12页/共58页第十三页，共58页。钢筋(gngjn)冷拉后的 曲线冷拉后，屈服强度提高了，冷拉后，屈服强度提高了，流幅缩短，伸长率降低（塑流幅缩短，伸长

11、率降低（塑性下降），钢材性下降），钢材(gngci)(gngci)性质变硬变脆。性质变硬变脆。冷拉后，抗拉强度提高但抗冷拉后，抗拉强度提高但抗压强度没有提高，计算仍取压强度没有提高，计算仍取用原来的抗压强度。用原来的抗压强度。p特性(txng)：第13页/共58页第十四页，共58页。v冷拔：将钢筋强力拔过硬合金模（直径小于冷拔：将钢筋强力拔过硬合金模（直径小于钢筋）。钢筋）。v温度的影响：高温温度的影响：高温(gown)(gown)时恢复到原状态时恢复到原状态，先焊后拉。，先焊后拉。v特性：冷拔钢筋没有屈服点和流幅；冷拔可特性：冷拔钢筋没有屈服点和流幅；冷拔可同时提高抗拉、压强度（强度提高，塑

12、性降同时提高抗拉、压强度（强度提高，塑性降低）。低）。第14页/共58页第十五页，共58页。4.4.钢筋的焊接性能钢筋的焊接性能(xngnng)(xngnng) 工程中常采用焊接方式接长钢筋；钢筋的焊接性能工程中常采用焊接方式接长钢筋；钢筋的焊接性能(xngnng)(xngnng)与钢筋的化学成分有关，不同品种的钢筋应采用不同的焊接方法。与钢筋的化学成分有关，不同品种的钢筋应采用不同的焊接方法。 常用的焊接方法有常用的焊接方法有: :电弧焊、闪光对焊、电渣压力焊。电弧焊、闪光对焊、电渣压力焊。 3.3.钢筋的疲劳钢筋的疲劳 重复荷载作用下，钢筋在低应力下产生的断裂称为重复荷载作用下，钢筋在低应

13、力下产生的断裂称为钢筋的疲劳钢筋的疲劳；在规定的应力幅度内，经规定次数的重复荷载后，发生；在规定的应力幅度内，经规定次数的重复荷载后，发生疲劳破坏疲劳破坏的的最大应力值最大应力值称为称为疲劳强度疲劳强度。 试验方法试验方法：钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯与钢筋埋入混凝土中重复受拉或受弯与单单根钢筋的轴拉疲劳。根钢筋的轴拉疲劳。 影响因素影响因素：应力特征值：应力特征值 ，荷载重复次数，钢筋强度。，荷载重复次数，钢筋强度。钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力混凝土结构材料的力学性能学性能第15页/共58页第十六页，共58页。5.5.混凝土结构对钢筋的要求混凝土结构对钢筋的要求 强度：钢筋有足

14、够的强度和适宜的强屈比强度：钢筋有足够的强度和适宜的强屈比( (极限极限(jxin)(jxin)强度与屈服强度的比值强度与屈服强度的比值) )； 变形能力：钢筋的伸长率和冷弯性能均应达到规范要求；变形能力：钢筋的伸长率和冷弯性能均应达到规范要求； 可焊性：焊接处的强度、变形应能满足规范要求；可焊性：焊接处的强度、变形应能满足规范要求； 与混凝土的粘结性与混凝土的粘结性 ：钢筋与混凝土之间应有足够的粘结力，以保证两者共同工作。：钢筋与混凝土之间应有足够的粘结力，以保证两者共同工作。钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构(jigu)材料的力学性材料的力学性能能第16页/共58页第十七页，共58页。 混凝土是

15、各向不均匀、内部存在裂缝和空隙的多相复合材料；压力主要由其中的骨料传递，水泥凝胶体起粘结和扩散压力的作用。1.单向受力状态下的混凝土强度 a.立方体抗压强度 fcu 在标准条件下养护28天的标准试件（150150150mm），在压力机按标准加载方式进行试验(shyn)，所测得的具有95%保证率的承载强度为立方体抗压强度 。温度(wnd)为203、相对湿度不小于95%第17页/共58页第十八页，共58页。涂润滑剂涂润滑剂试验情况试验情况: : 压力压力试件试件裂缝发展裂缝发展扩张扩张丧失承载力丧失承载力影响强度的因素：龄期、加载速率影响强度的因素：龄期、加载速率(sl)(sl)、试块尺寸等涂、试

16、块尺寸等涂 刷润滑剂来消除试件与压力机间的摩擦力，测得的抗压强度较低；我国规范的方法：不涂润滑剂。刷润滑剂来消除试件与压力机间的摩擦力，测得的抗压强度较低；我国规范的方法：不涂润滑剂。承压板试试块块摩擦力摩擦力不涂润滑剂不涂润滑剂 强度强度(qingd)大大于于PP钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力混凝土结构材料的力学性能学性能第18页/共58页第十九页，共58页。 不同尺寸的试件，测得的立方体抗压强度是不同的，当不同尺寸的试件，测得的立方体抗压强度是不同的，当采用非标准试件进行试验，其结果应按下述强度换算方法进采用非标准试件进行试验，其结果应按下述强度换算方法进行换算。行换算。 标准试

17、块：标准试块：150150 150mm （强度换算系数为（强度换算系数为1.00 ） 非标试块：非标试块：100100 100mm （强度换算系数为（强度换算系数为0.95 ） 200200 200mm （强度换算系数（强度换算系数为为1.05 ） 试件的立方体抗压强度与其龄期是有关系的，一般而言，试件的立方体抗压强度与其龄期是有关系的，一般而言，龄期长，试件的立方体抗压强度就高；某些工程龄期长，试件的立方体抗压强度就高；某些工程(gngchng)因建设周期长，混凝土浇注至其受载的时间远超过因建设周期长，混凝土浇注至其受载的时间远超过28天，此天，此时可按混凝土的后期强度进行设计。时可按混凝土

18、的后期强度进行设计。钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力混凝土结构材料的力学性能学性能第19页/共58页第二十页，共58页。 立方体抗压强度是区分立方体抗压强度是区分(qfn)混凝土强度等级的指标，我国规混凝土强度等级的指标，我国规范混凝土的强度等级有：范混凝土的强度等级有： C10， C15，C20，C25，C30，C35，C40，C50，C60，C70，C80 如果实测到的混凝土立方体抗压强度如果实测到的混凝土立方体抗压强度(kn y qin d)处于两等级之间，则混凝土的强度等级按较低的一级采用。处于两等级之间，则混凝土的强度等级按较低的一级采用。表示混凝土表示混凝土Concrete

19、立方体抗压强度立方体抗压强度钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构(jigu)材料的力学材料的力学性能性能水利水电工程用砼分水利水电工程用砼分1111个强度等级个强度等级，即，即C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60，级差为级差为5N/mm2。 第20页/共58页第二十一页，共58页。b.b.棱柱体抗压强度棱柱体抗压强度(kn (kn y qin d) fcy qin d) fc 因构件长度远大于其截面尺寸，立方体强度不能很好地反映构件中混凝土的受力状态；规范采用高宽比hb不同棱柱体试件的抗压强度来衡量(hng ling)。 hb过小时，加荷板与混凝土表面

20、间摩擦力会约束混凝土的变形，但hb过大则会在试件加载时由于产生较大的附加偏心而引起测量误差，而当棱柱体的hb取2时可基本上消除上述两方面的影响。我国标准棱柱体尺寸为150l50300mm。 标准试块：150150300mm （强度换算系数为1.00 ） 非标准试块：100100300mm （强度换算系数为0.95 ） 200200400mm （强度换算系数为1.05 ）钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力学混凝土结构材料的力学性能性能第21页/共58页第二十二页，共58页。 由于承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱由于承压板对试件的约束，立方体抗压强度大于棱柱体抗压强度，且有：体抗压

21、强度，且有：fc=0.76fcu fc=0.76fcu 考虑到构件和试件的区考虑到构件和试件的区别，取别，取 fc=0.67fcu fc=0.67fcu（水工（水工(shu n)(shu n)规范）。规范）。 国外一般采用圆柱体试件（国外一般采用圆柱体试件（d=150,h=300d=150,h=300），有），有fc=0.79fcufc=0.79fcu圆柱体抗压强度圆柱体抗压强度承压承压板板试试块块PP钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力混凝土结构材料的力学性能学性能第22页/共58页第二十三页，共58页。 棱柱体抗拉强度是混凝土的基本强度指标，它远小于混凝土的立方体抗压强度棱柱体抗拉强度

22、是混凝土的基本强度指标，它远小于混凝土的立方体抗压强度(kn y qin d)。一般条件下，其值相当于棱柱体抗压强度。一般条件下，其值相当于棱柱体抗压强度(kn y qin d)的的19118。 测量棱柱体抗拉强度：测量棱柱体抗拉强度： (1)直接受拉法；直接受拉法； (2)劈裂法。劈裂法。A.直接受拉时的棱柱体抗拉强度：直接受拉时的棱柱体抗拉强度：c.c.轴心轴心(zhu xn)(zhu xn)抗拉抗拉强度强度ftft)/(2mmNAPft 试验结果：试验结果：ft= 0.26fcu 2/3 考虑到构件和试件的区别，尺寸考虑到构件和试件的区别，尺寸(ch cun)效应，加荷速度等的影响，取效

23、应，加荷速度等的影响，取 ft= 0.225fcu 2/3 。钢筋混凝土结构材料的力学性能钢筋混凝土结构材料的力学性能第23页/共58页第二十四页，共58页。B.劈裂劈裂(p li)受拉时的抗拉强度：受拉时的抗拉强度：)(222aPdlPfts 轴心受拉试验对中困难轴心受拉试验对中困难(kn nn)，常采用立方体或圆柱体，常采用立方体或圆柱体劈裂试验测定砼的抗拉强度。劈裂试验测定砼的抗拉强度。我国根据我国根据100mm立方体的劈立方体的劈裂与抗压试验结果裂与抗压试验结果(ji gu)对比有：对比有： fts=0.19fcu 3/4钢筋混凝土结构材料的力学性能钢筋混凝土结构材料的力学性能立方体试

24、件通过垫条施加线载荷立方体试件通过垫条施加线载荷P，垂直截面上除垫条附近外，产生，垂直截面上除垫条附近外，产生均匀拉应力，当均匀拉应力，当拉应力达到拉应力达到ft时，试件对时，试件对半劈裂。半劈裂。第24页/共58页第二十五页，共58页。第25页/共58页第二十六页，共58页。第26页/共58页第二十七页，共58页。第27页/共58页第二十八页，共58页。 实际结构中，砼很少处于实际结构中，砼很少处于(chy)单向受力状态。更多的单向受力状态。更多的是处于是处于(chy)双向或三向受力状态。双向或三向受力状态。2. 复合应力(yngl)状态下的混凝土强度 双向双向受压受压强度强度大大于单向于单

25、向受压强度，即受压强度，即一向强度随另一向强度随另一向压应力的增加而增加一向压应力的增加而增加。钢筋混凝土结构材料的力学性能钢筋混凝土结构材料的力学性能 在在2 2方向压应力为方向压应力为55556060的混凝土抗压强度时，混凝土的混凝土抗压强度时，混凝土1 1方向抗压强度可达到最大值，方向抗压强度可达到最大值，约提高约提高3030。最大强度发生在最大强度发生在 1 2 约等于约等于2或或0.5时时 第28页/共58页第二十九页，共58页。在双向受拉区，其强度与单在双向受拉区，其强度与单向受拉时差别不大，即一向抗向受拉时差别不大，即一向抗拉强度基本上与另一向拉应力拉强度基本上与另一向拉应力的大

26、小的大小(dxio)无关。无关。在一轴受压一轴受拉状态下，抗压强度或抗拉强度均随另一方向在一轴受压一轴受拉状态下，抗压强度或抗拉强度均随另一方向(fngxing)拉应力或压应力的增加而减小。拉应力或压应力的增加而减小。钢筋钢筋(gngjn)混凝土结构材料的力混凝土结构材料的力学性能学性能第29页/共58页第三十页，共58页。 处在单向压应力和剪应力共同作用(zuyng)下混凝土的的抗剪强度随压应力增大而提高，但当压应力超过0.6fc后，其抗剪强度很快降低。 混凝土两向应力(yngl)下的强度可按下列公式进行近似计算：两向受压两向受压两向受拉两向受拉一拉一压一拉一压ccttttccccfffff

27、fffff*.).(.).(. 01011202120211 压压法向应力和剪应力下的强度曲线法向应力和剪应力下的强度曲线 fc0.20.1-0.10.00.61.0单轴抗拉强度单轴抗压强度 fc拉拉a双向压双向压应力应力(yngl)之之比比第30页/共58页第三十一页，共58页。 目前研究混凝土三向受力状态下的强度，多集中目前研究混凝土三向受力状态下的强度，多集中(jzhng)于三向受压状态下混凝土的强度问题。混凝土一向抗压强度随另两向压应力的增加而增加。于三向受压状态下混凝土的强度问题。混凝土一向抗压强度随另两向压应力的增加而增加。第31页/共58页第三十二页，共58页。无侧向约束(yus

28、h)时的单轴抗压强度有侧向约束(yush)时的抗压强度混凝土在三向受压状态混凝土在三向受压状态(zhungti)下的极限强度可用下式表示下的极限强度可用下式表示 1=f*C C 1=f*C r -侧向约束压应力侧向约束压应力 r r 混凝土在三向受压时，不仅其强度得到很大的提高，同时混凝土的变形能力也有较好的改善；混凝土在三向受压时，不仅其强度得到很大的提高，同时混凝土的变形能力也有较好的改善；rcckff*k为侧压效应系数，通常取4.0。第32页/共58页第三十三页，共58页。第33页/共58页第三十四页，共58页。3.混凝土的变形混凝土的变形(bin xng)性能性能 混凝土的变形混凝土的

29、变形(bin xng)：(1) 受力变形受力变形(bin xng)；(2) 环境条件变形环境条件变形(bin xng)。 （一）混凝土的受力变形（一）混凝土的受力变形(bin xng) 混凝土的受力变形混凝土的受力变形(bin xng)：(1) 一次短期加一次短期加载下的变形载下的变形(bin xng)；(2)重复加载下的变形重复加载下的变形(bin xng)；(3)长期加载下的变形长期加载下的变形(bin xng)。 A混凝土在一次短期加载下的变形混凝土在一次短期加载下的变形(bin xng)性性能能 混凝土完整的应力应变曲线大致可由三阶段组混凝土完整的应力应变曲线大致可由三阶段组成。成。

30、近似直线段（近似弹性阶段）近似直线段（近似弹性阶段） 上升曲线段（弹塑性裂缝扩展阶段）上升曲线段（弹塑性裂缝扩展阶段） 下降曲线段（裂缝失稳扩展破坏阶段）下降曲线段（裂缝失稳扩展破坏阶段） 影响应力影响应力应变曲线的因素有混凝土强度、加载应变曲线的因素有混凝土强度、加载速度等。速度等。第34页/共58页第三十五页，共58页。v应力小于应力小于fcfc的的20%20% 30%30%时（时（a a点），应力应变关系点），应力应变关系接近直线。接近直线。v当应力当应力，呈现塑性。，呈现塑性。应力增大到应力增大到fc fc 的的80%80%左右左右（b b点），应变增长更快。点），应变增长更快。v应力

31、达到应力达到fc fc （c c点）时，点）时，试件表面出现纵向裂缝，试件表面出现纵向裂缝，试件开始破坏。达到的最试件开始破坏。达到的最大应力大应力oo称为砼棱柱体抗称为砼棱柱体抗压强度压强度fcfc，相应，相应(xingyng)(xingyng)的应变为的应变为oo一般为一般为0.0020.002左右。左右。cu最大压应变最大压应变(yngbin)第35页/共58页第三十六页，共58页。 (MPa)fco 0 (10-3)abcd225201510546810加载速度快加载速度快砼强度提高砼强度提高加载速度慢加载速度慢砼强度降低砼强度降低作用是：加载至作用是：加载至峰值应力后，吸峰值应力后，

32、吸收试验机的变形收试验机的变形能，测出下降段能，测出下降段P PP P影响应力应变曲线形状因素(yn s)砼强度低，曲线平坦；强度高，曲线陡，cu小；加载速度快，最大应力提高，曲线陡；加载速度慢，曲线平缓，cu增大。第36页/共58页第三十七页，共58页。图1-9 不同(b tn)强度的混凝土的曲线cu越大，表示混凝土的塑性变形能力越大，也就是延性越大，表示混凝土的塑性变形能力越大，也就是延性(指构件最终破坏之前经受非弹性指构件最终破坏之前经受非弹性(tnxng)变形的能力变形的能力) 越好。越好。混凝土的强度等级混凝土的强度等级(dngj)越高，上升段长，峰点越高，峰值应变也有所增大；下降段

33、越陡。越高，上升段长，峰点越高，峰值应变也有所增大；下降段越陡。cu最大压应变最大压应变第37页/共58页第三十八页，共58页。B.B.混凝土在重复荷载下的变形性能混凝土在重复荷载下的变形性能 因混凝土是弹塑性材料，当进行加载后再卸载因混凝土是弹塑性材料，当进行加载后再卸载(xi zi)(xi zi)，其部分应变立即或经过一段时间后恢复，其部分应变立即或经过一段时间后恢复（弹性应变），而另一部分应变则不能恢复（残余应（弹性应变），而另一部分应变则不能恢复（残余应变），一次加载、卸载变），一次加载、卸载(xi zi)(xi zi)循环中混凝土的应力循环中混凝土的应力应变曲线形成一闭合环。应变曲线

34、形成一闭合环。 在较高应力水平在较高应力水平(shupng)下对混凝土施加重复荷载，其应下对混凝土施加重复荷载，其应力力应变曲线环逐渐靠近，退化成一条直线，再经过数次的重复应变曲线环逐渐靠近，退化成一条直线，再经过数次的重复加载，应力加载，应力应变关系曲线由应变关系曲线由“凸凸”向应力轴变为向应力轴变为“凸凸”向应变向应变轴且不再形成闭合环；最终混凝土试件因裂缝过宽或变形过大而轴且不再形成闭合环；最终混凝土试件因裂缝过宽或变形过大而破坏。破坏。第38页/共58页第三十九页，共58页。 p e 重复荷载下的应力重复荷载下的应力- -应变曲线应变曲线破坏破坏fcf 3 2 1 疲劳强度疲劳强度 f

35、c 因重复荷载作用引起的破坏称之为疲劳破坏因重复荷载作用引起的破坏称之为疲劳破坏,混凝土的疲劳破坏强度与其上应力最小值与最大值的比值混凝土的疲劳破坏强度与其上应力最小值与最大值的比值r和荷载的重复次数和荷载的重复次数(csh)有直接关系。有直接关系。第39页/共58页第四十页，共58页。0 c0.5fc ，非线性徐变。，非线性徐变。P弹变弹变徐回徐回t0t1t弹变弹变 e徐变徐变cr永久变形永久变形总变形总变形最终徐变最终徐变C.C.混凝土长期荷载作用下的变形性能混凝土长期荷载作用下的变形性能(xngnng)(xngnng) 现象：荷载长时间持续作用下，尽管混凝土上的应现象：荷载长时间持续作用

36、下，尽管混凝土上的应力不变，其变形也会随时间的延长而增大（徐变）。力不变，其变形也会随时间的延长而增大（徐变）。第40页/共58页第四十一页，共58页。原因原因(yunyn)：1.胶凝体的粘性流动；胶凝体的粘性流动； 2.混凝土内部微裂缝的不断发展。混凝土内部微裂缝的不断发展。 影响因素：影响因素： 1.应力：应力：c0.5fc，线性徐变；，线性徐变；0.5fcc0.8fc，混凝土破坏；，混凝土破坏； 2.龄期：加荷时混凝土的龄期越早，徐变越大；龄期：加荷时混凝土的龄期越早，徐变越大； 3.环境湿度：湿度愈大，徐变愈小；环境湿度：湿度愈大，徐变愈小； 4.水泥用量及水灰比：水泥用量及水灰比：

37、徐变与水泥用量及水灰比成正比；徐变与水泥用量及水灰比成正比； 部分徐变可恢复（弹性徐回）；大部分徐变不可恢复部分徐变可恢复（弹性徐回）；大部分徐变不可恢复（残余变形）。（残余变形）。第41页/共58页第四十二页，共58页。徐变对混凝土结构的影响徐变对混凝土结构的影响 有利：徐变造成结构内力有利：徐变造成结构内力(nil)的重新分布，降低高应力，提高的重新分布，降低高应力，提高 低应力，改善了结构的内力低应力，改善了结构的内力(nil)分布；分布； 徐变改善钢筋与混凝土之间的应力分布，使结构最徐变改善钢筋与混凝土之间的应力分布，使结构最 终内力终内力(nil)分布和材料的利用趋向合理。分布和材料

38、的利用趋向合理。 不利：徐变降低构件的刚度，加大构件的变形；不利：徐变降低构件的刚度，加大构件的变形； 徐变增大预应力混凝土构件中预应力钢筋的应力损徐变增大预应力混凝土构件中预应力钢筋的应力损 失，降低预应力效果；失，降低预应力效果； 徐变对构件中的裂缝有增大作用。徐变对构件中的裂缝有增大作用。PAsPAs s1 c1P s2As s2P P拆去，钢筋受拆去，钢筋受压，混凝土受拉压，混凝土受拉. .徐变：徐变： s ， c 在实际工程中，需要通过对结构构件的内力分析以及对混凝土徐变性质的认识在实际工程中，需要通过对结构构件的内力分析以及对混凝土徐变性质的认识(rn shi)，来利用或控制徐变对

39、结构的影响。，来利用或控制徐变对结构的影响。第42页/共58页第四十三页，共58页。（二）混凝土的温度变形和干缩变形（二）混凝土的温度变形和干缩变形 现象：因外界温度变化及内部水化热等产生的温度变形；现象：因外界温度变化及内部水化热等产生的温度变形； 因外界湿度变化及凝固结硬中失水等产生的变形。因外界湿度变化及凝固结硬中失水等产生的变形。 原因：原因：1.固体材料的热胀冷缩；固体材料的热胀冷缩； 2.水泥凝胶体失水后转换为水泥石的体积缩小。水泥凝胶体失水后转换为水泥石的体积缩小。 影响因素：影响因素： 1.水泥品种：等级越高，收缩越大水泥品种：等级越高，收缩越大 2.水泥用量：水泥用量与水灰比

40、越大，收缩越大水泥用量：水泥用量与水灰比越大，收缩越大 3.骨料：骨料越硬，收缩越小骨料：骨料越硬，收缩越小 4.其他：养护其他：养护(yngh)条件、环境条件、体积与表面积比。条件、环境条件、体积与表面积比。 收缩对混凝土结构的影响：收缩对混凝土结构的影响： 在结构中产生温度或干缩拉应力；在结构中产生温度或干缩拉应力；As sAs s收缩：收缩： 钢筋受压，钢筋受压， 混凝土受拉混凝土受拉As导致导致(dozh)混凝土开裂，影响结构承载能力和耐久性。混凝土开裂，影响结构承载能力和耐久性。第43页/共58页第四十四页，共58页。 c c c e c p 0 1ecctgE / 0 b. 变形变

41、形(bin xng)模量（割线模量）模量（割线模量）cccecccEEtgE )(/1应变系数，受压时，为应变系数，受压时，为0.41.0；受拉破坏时，为受拉破坏时，为1.01.04.4.混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量(tn xn m (tn xn m lin)lin)、泊松比、剪切模量、泊松比、剪切模量 1 1）. .混凝土的弹性模量混凝土的弹性模量(tn xn m (tn xn m lin)lin) a. a. 原点切线模量（弹性模量原点切线模量（弹性模量(tn (tn xn m lin)xn m lin)）：拉压相同）：拉压相同混凝土弹性模量混凝土弹性模量(tn xn m lin)(t

42、n xn m lin)的测试方法的测试方法（150150150150300300标准试件）标准试件）)/(.273422105mmNfEcuc c/fc c0.5加、卸加、卸510次载次载1tgEc1P PP P第44页/共58页第四十五页，共58页。 2 2）混凝土的泊松比）混凝土的泊松比 混凝土拉、压应变的比值称为其泊松比混凝土拉、压应变的比值称为其泊松比; ; 压力较小时泊松压力较小时泊松比为比为0.120.120.180.18，接近破坏时达，接近破坏时达0.50.5以上，一般以上，一般(ybn)(ybn)可取可取1/61/6。 3 3）剪切模量）剪切模量 混凝土剪切模量是将混凝土视为弹

43、性材料，按弹性理论求混凝土剪切模量是将混凝土视为弹性材料，按弹性理论求出出( (当当n n取为取为1/61/6时，混凝土剪切模量为时，混凝土剪切模量为0.43Ec)0.43Ec)：)( 12ccEG5.5.混凝土的重力密度混凝土的重力密度 混凝土的重力密度与所采用混凝土的重力密度与所采用(ciyng)(ciyng)的骨料的重力密的骨料的重力密度及混凝土的密实度有关，可按下列数值采用度及混凝土的密实度有关，可按下列数值采用(ciyng)(ciyng)： 骨料为一般重力密度岩石的混凝土，取骨料为一般重力密度岩石的混凝土，取23kN23kNm3m3（人（人工振捣）；工振捣）；24kN24kNm3m3

44、（机械振捣）。骨料为大重力密度岩石的（机械振捣）。骨料为大重力密度岩石的混凝土，在上述数值上再增加混凝土，在上述数值上再增加1.0kN1.0kNm3m3。 钢筋混凝土的重力密度一般取为钢筋混凝土的重力密度一般取为25kN25kNm3 m3 。第45页/共58页第四十六页，共58页。 1.钢筋钢筋(gngjn)与混凝土之间的粘结力与混凝土之间的粘结力光圆光圆(un yun)钢钢筋筋粘附力粘附力摩擦力摩擦力机械咬合力机械咬合力有滑移时粘有滑移时粘附力即消失附力即消失钢筋受力较钢筋受力较大时粘结力大时粘结力主要由此二主要由此二部分组成部分组成变形钢筋变形钢筋粘附力粘附力摩擦力摩擦力机械咬合力机械咬合

45、力主要作用主要作用作用：作用：保证力的相互传递，是两者共同工作的基础。保证力的相互传递，是两者共同工作的基础。 （钢筋表面不平、微锈（钢筋表面不平、微锈时可显著提高咬合力）时可显著提高咬合力）PP第46页/共58页第四十七页，共58页。影响(yngxing)粘结力的主要因素 第47页/共58页第四十八页，共58页。v光面钢筋光面钢筋b峰值随峰值随P增加，由加荷端移至自由端，增加，由加荷端移至自由端， v b图形长度（有效埋长）达到自由端。图形长度（有效埋长）达到自由端。v变形钢筋变形钢筋b峰值始终峰值始终(shzhng)在加荷端附近，有效埋长增加在加荷端附近，有效埋长增加v 缓慢，粘结力大于光面钢筋。缓慢，粘结力大于光面钢筋。粘结力峰值(fn zh)第48页/共58页第四十九页，共58页。光圆钢筋光圆钢筋咬合力来自表面的粗糙不平。咬合力来自表面的粗糙不平。变形钢筋变形钢筋变形钢筋的横肋对混凝土的挤压如同变形钢筋的横肋对混凝土的挤压如同(rtng)一个楔，一个楔，会产生很大的机械咬合力，从而提高了变形钢筋的粘结能力会产生很大的机械咬合力，从而提高了变形钢筋的粘结能力粘结粘结(zhn ji)破坏形式破坏形式 变形钢筋的粘结破坏：变形钢筋的粘结破坏：横肋挤压混凝土使钢筋周围混凝土开裂滑移变形加快，横肋挤压混凝土使钢筋周围混凝土开